Практикум з Ботаніки

Серцевинні промені на рівні двох пучкових камбіїв пересікає міжпучковий камбій, який за своєю природою подібний до пучкового, але відрізняється від нього більшими розмірами клітин.

Висновок. Пучковий тип будови стебла властивий односім’ядольним і двосім’ядольним рослинам. Відмінністю пучкового типу будови стебла двосім’ядольних рослин є: коловий характер розміщення провідних пучків; пучки відкриті колатеральні, здатні до вторинного потовщення. Під епідермісом знаходиться не склеренхіма, а коленхіма.

Тести для самоконтролю

1.Назвіть характерні ознаки трав’янистих двосім’ядольних рослин.

2.Які тканини властиві провідному пучку колатерального типу?

3.Поясніть походження і розміщення провідних пучків.

4.Чим пояснюється коловий характер розміщення провідних пучків?

5.Які види твірної тканини є в будові стебла двосім’ядольних рослин?

6.Назвіть механічні тканини стебла двосім’ядольних рослин. Яке їх розміщення і як вони функціонують?

7.Назвіть усі види тканин поперечного зрізу стебла гороху.

8.Яка будова первинної кори гороху?

9.В яку тканину трансформований перицикл у стебла соняшника?

10.Які є живі тканини в будові стебла соняшника? 11.Що характерно для перехідного типу будови стебла? 12.Яка особливість структури стебла хвилівника?

13.Які ознаки спільності та відмінності в будові стебла соняшника і хвилівника?

14.В якій частині стебла соняшника і завдяки якій тканині формується пучковий тип будови?

Тема 19. МАКРОСКОПІЧНА БУДОВА СТЕБЛА ДЕРЕВНОЇ РОСЛИНИ

Загальні зауваження. На території України ростуть листяні і хвойні деревні породи, створюючи відповідні ліси. Їх продуктивність зумовлена розвитком стовбурів. Важливе біологічне значення має стовбур, бо саме він надає стійкості рослині, несе численні гілки, метамерні органи – листки, являє собою з’єднуючу ланку між повітряним і кореневим живленням. Тому стовбур відзначається своєю макро- і мікроскопічною будовою.

Пізнання рослинного організму можливе лише при поєднанні знань мікро- і макроскопічної будови стебла. У виробничій діяльності часто доводиться користуватися даними макроскопічної будови. Динаміка структури тканин, зміна і товщина кірки, активність роботи камбію та інше зумовлюють фізіономічність і характер розвитку стовбура деревної породи.

111

Об’єкт. Обрубок стовбура дуба звичайного – Quercus robur L. Завдання: 1. На прикладі обрубків дуба вивчіть особливості будови стовбура деревних листяних порід.

2. Зарисуйте сектор поперечного зрізу стовбура деревної породи і позначте їх складові частини.

Матеріали і обладнання: лупи, мікроскопи, обрубки дуба, сосни, вільхи, таблиці, інше приладдя.

Література: [1], с. 167-184; [7], с.104-106; [8], ч. 1, с. 214—236; [9], с. 105-116; [10], с. 259—276; [11], с.143-146; [12], с. 154-171; [13], с. 45-47; [14], с. 203-209; [15], с.208-209.

Методика виготовлення обрубка поперечного зрізу стовбура дуба звичайного. Для макроскопічного дослідження стовбура дуба доцільно зробити випили товщиною 2—3 см із різних висот. Завдяки цьому можна спостерігати процес формування та зміни структури елементів будови стовбура. Обрубки слід зачистити, відполірувати, щоб добре було видно річні кільця, серцевинні промені, серцевину тощо. Для кращого виявлення і підрахунку річних кілець роблять надрізи по двох взаємно перпендикулярних лініях на глибину до 5 мм і шириною до 1 см. Відлік ведуть по всіх чотирьох радіусах і роблять помітки через кожні п'ять або десять років, починаючи від серцевини і кінчаючи кільцем, що примикає до камбію. Щоб визначити інтенсивність приросту за 5 чи 10-років, вимірюють .їх річний приріст і за одержаними даними будують графік ходу росту стовбура за діаметром.

Макроскопічне дослідження стовбура дуба звичайного. Візуально або за допомогою лупи чи стереоскопічного мікроскопа детально вивчіть макроскопічну будову стовбура деревної породи. З'ясувавши їх особливості, зарисуйте в альбомі схему макроструктури. Дальше детальне вивчення дає можливість виділити ряд блоків тканин.

Кірка. Ззовні обрубок вкриває коричнювата потужна кірка, яка належить до третинної покривної тканини. Вона надійно захищає стовбур дерева від перепаду температур, опіків, проникнення діаспор. Із внутрішнього боку вона суцільна, вирівняна, а зовні — тріщинувата, з виїмками різної величини, зарубчаста. Поверхня шершава від тріщин, що виникають у результаті наростання стебла. На зрізах при великому збільшенні лупи, а на деяких розпилах — і неозброєним оком видно поперечні щільніші і темніші смужки тканини. Це прошарки корка. Між корком видніється більш-менш однорідна аморфна маса, утворена паренхімою кори, механічними, провідними та іншими тканинами, які разом з корком утворюють відмерлу тканину— кірку (рис. 54).

Вторинна кора. Ви її легко розпізнаєте: по-перше, вона світлішого кавового кольору, по-друге — розміщена під кіркою у вигляді суцільної смуги. У вторинній корі в окремих місцях виділяються поперечні світлі, жовтуваті, тонкі смужки серцевинних променів. Між ними видніються ділянки, утворені твердим і м'яким лубом (флоемою).

Камбій залягає під вторинною корою у вигляді тріщинуватості. На обрубку практично його не видно, бо представлений він лише

112

кількома шарами клітин. Фактично визначається місцерозташуванням, а саме — між

Рис. 54. Схема макроскопічної будови стебла (стовбура):

1 - кірка; 2 - вторинна кора; 3 - камбій; 4 - заболонна деревина; 5 - ядрова деревина; 6 - річне кільце; 7 - осіння деревина; 8 - весняна деревина; 9 - первинний серцевий промінь; 10 - серцевина; 11 - вторинний

вторинною корою і наступною тканиною — вторинною ксилемою.

Вторинна ксилема, або деревина, займає найбільшу частину обрубка. Її легко розпізнати по ряду параметрів: по-перше, вона відзначається високою щільністю і твердістю, по-друге — за кольором вона світло-коричнювата, по-третє — в ній чітко виділяються річні кільця. В деревині зовнішня частина світла і представлена заболонною деревиною, а решта — ядровою коричнюватою. Внаслідок фізикохімічних змін змінюється не лише колір, але й функції. Ядрова деревина не проводить воду і розчинені в ній речовини, оскільки судини закупорюються. В такому стані вона виконує механічну функцію. Вода і розчинні в ній мінеральні солі переміщуються по судинах заболонної деревини, вона фізіологічно активна.

Річні кільця деревини мають різну ширину залежно від характеру розвитку деревної породи. Кожне з них диференційоване на осінню і весняну деревину. Осіння деревина річного кільця щільна, темніша, товща, утворена здебільшого трахеїдами. Весняна деревина представлена вузькою смугою, пухка, утворена здебільшого судинами.

Серцевина. На обрубку серцевина розміщена у самому центрі і займає незначне місце. Вона утворена тонкостінною паренхімою.

113

Серцевинні промені. Від серцевини до периферії і до кори по радіусах тягнуться первинні серцевинні промені. Промені, які містяться лише в деревині і не доходять до серцевини, називаються вторинними серцевинними променями. Серцевинні промені являють собою світлі лінії тканини, розміщені по радіусах. Завдяки їм відбувається газообмін, переміщення поживних речовин у горизонтальному напрямі.

Висновок. Макроскопічна будова стебла деревної рослини зумовлена наростанням органічної речовини, яка виробляється в процесі фотосинтезу і супроводжується збільшенням кількості клітин та їх диференціацією у постійні тканин. Окремі блоки тканин виконують властиві їм функції.

Тести для самоконтролю

1.Які характерні риси будови стебла дуба звичайного?

2.Назвіть основні функції стовбура деревної рослини.

3.Що собою являє заболонь? Які фізичні та хімічні зміни відбуваються в процесі формування заболонної деревини?

4.Чим відрізняється кора від кірки? Які найголовніші її ознаки?

5.Ядрова деревина, особливості її будови, фізико-хімічні властивості.

6.Які види серцевинних променів Ви знайшли, вивчаючи макроскопічну будову обрубка дуба? Які функції вони виконують?

7.Чим відрізняється ядрова деревина від заболонної?

8.Назвіть ознаки спільності між ядровою та заболонною деревиною.

9.Який тип будови стебла властивий обрубкові дуба звичайного?

10.Завдяки якій тканині відбувається ріст стовбура в товщину? Де вона

розміщена і як працює в часі і просторі?

Тема 20. АНАТОМІЧНА БУДОВА СТЕБЛА ЛИСТЯНИХ ПОРІД

Загальні зауваження. У складі природних деревостанів і лісових насаджень України багато листяних порід. Порівняно з хвойними вони появилися пізніше і мають досконалішу анатомічну будову стебла. У внутрішній анатомічній будові це виявляється у появі високо спеціалізованих елементів покривних, провідних, механічних та інших типів тканин, насамперед судин, клітин-супутниць, коленхіми, лібриформу тощо. Листяні породи відзначаються відсутністю смоляних ходів.

Об'єкт. Стебло липи серцелистої — Тilia соrdatа Міll

Завдання. 1. Самостійно приготуйте препарат поперечного зрізу стебла липи.

2.На самостійно виготовленому і готовому препаратах вивчіть будову стебла листяних порід.

3.В альбомі зарисуйте сектор поперечного зрізу стебла липи і позначте складові частини.

Обладнання і матеріали: мікроскопи МБР-1, лупи, бритви, леза, інші

114

знаряддя, матеріал, що роздається, препарати, таблиці, реактиви.

Література: [1], с. 170—180; [2], с. 51—59; [4], ч. 2, с. 46—48; [7], с.104 -106; [8],ч. 1, с. 221—229; [9], с. 105—116; [10], с. 259—274; [11], с. 143 -146; [12], с. 167-172; [13], с.39-46; [14], с. 172-214.

Методика виготовлення препарату поперечного зрізу стебла липи. На протерте предметне скло нанесіть краплину води або розчину йоду в йодистому калії. У ліву руку візьміть шматочок серцевини бузини і зробіть поздовжній розріз посередині на глибину 1—1,5 см. У розріз покладіть частину стебла липи такої ж довжини, як розріз у бузині. За допомогою скальпеля або леза вирівняйте поверхню серцевини із встромленим у неї стеблом липи. Зріз слід робити строго перпендикулярно до осі стебла. Зробіть серію тонких поперечних зрізів. За допомогою лупи виберіть кілька якнайтонших зрізів і помістіть їх у краплину води чи розчину йоду в йодистому калії. Не обов'язково, щоб зріз був зроблений через усе стебло, але обов'язково до половини стебла і неодмінно повинен охопити периферійну частину. Зріз додатково змочіть водою чи реактивом флороглюцину. Оброблений зріз накрийте покривним скельцем.

Мікроскопічне дослідження препарату. При малому збільшенні мікроскопа вивчіть препарат і зарисуйте схематично основні блоки тканин: перидерму, первинну і вторинну кору, камбій, вторинну деревину і серцевину. При великому збільшенні кожний із названих блоків розгляньте окремо: деталізуйте особливості його розміщення, співвідношення та особливості будови клітин.

Перидерма. Видно зовнішню частину перидерми, що створює коричнюватий багатошаровий корок (рис. 55). Це вторинна покривна тканина, яка служить надійним захистом стебла від температурних перепадів і проникнення в стебло спор. Особливістю її є те, що утворена вона правильно розміщеними одна над одною паренхімними клітинами.

Клітини корку мертві, порожнисті, клітинні оболонки просочені суберином і не проникні для води і газів. Від дії хлору, цинку, йоду вони набувають коричнюватого або малинового кольору.

Під корком у строгому порядку розміщений корковий камбій, або фелоген. Його легко розпізнати: він складається з одного шару живих клітин із ядром і густим цитоплазматичним вмістом. Місцями помітно, як материнська клітина поділилася на дві дочірні клітини.

115

Рис. 55. Анатомічна будова стебла липи:

I - перидерма; II - первинна кора; III - вторинна кора; IV - камбій; V - вторинна деревина (ксилема); VI - серцевина; 1 - корок; 2 - фелоген; 3 - фелодерма; 4 - коленхіма; 5 – паренхіма кори; 6 - крохмаленосна піхва (ендодерма);

7 - склеренхіма; 8 - первинна флоема (паренхіма перициклічна); 9 - твердий луб (луб’яні волокна); 10 - ситовидні трубки; 11 – клітинисупутниці

Нижче розміщена фелодерма. Як і фелоген, вона утворена живими паренхімними клітинами з ядром, і густим цитоплазматичним вмістом. Відрізняється від нього

116

потовщенням клітинних оболонок, крупнішими розмірами клітин та їх зміщеннями. Вони не мають такої чіткої підпорядкованості клітин, як у корку.

Первинна кора на препараті відмежовується від перидерми пластинковою коленхімою. Це жива механічна тканина, утворена паренхімними прямокутними, достатньо великими клітинами із живим вмістом. Особливістю її є потовщення тангентальних оболонок, у результаті чого стебло набуває значної міцності. Під коленхімою знаходиться паренхіма кори, її легко розпізнати не лише за розміщенням, а насамперед за будовою. Утворена вона великими порожнистими багатокутними або овальними паренхімними клітинами з тонкими оболонками. Паренхіма створює товстий шар кори і служить місцем запасання поживних речовин: у їх клітинах можна побачити крохмальні зерна, у деяких видно кристали щавлевокислого кальцію.

Останній внутрішній шар первинної кори — ендодерма, або крохмаленосна піхва. Це одношарова тканина, утворена живими і паренхімними клітинами з тонкими оболонками. Особливістю цих клітин є вміст крохмальних зерен; крохмаль не витрачається навіть тоді, коли рослина зазнає нестачі в ньому.

Вторинна кора. До її складу входять трапецієвидні ділянки вторинної флоеми і ділянки серцевинних променів. На готовому препараті чітко видно твердий луб — це рожеві прошарки, утворені склеренхімою. Клітини видовжені, щільно зімкнуті, багатокутні, з рівномірно потовщеними та здерев'янілими оболонками. Завдяки цьому досягається висока пружність і міцність тканини. Між суміжними ділянками твердого лубу (склеренхімою) знаходяться прошарки флоеми. Вона складена крупними порожнистими живими паренхімними клітинами, ситоподібними трубками і дрібними супровідними клітинами-супутницями, заповненими густим цитоплазматичним вмістом. До камбію примикають живі паренхімні клітини, які створюють камбієформ.

Ділянки вторинної флоеми розмежовують частини первинних серцевинних променів, їх розпізнають за такими ознаками: на препараті забарвлені в голубий колір, мають .вигляд трикутника, спрямованого верхівкою до камбію. Клітини великі, звичайно чотирикутні, з протопластом і тонкою оболонкою. Інколи в них видно крохмальні зерна.

Камбій легко помітити за двома ознаками: розміщенням і будовою. Розміщується камбій між вторинною флоемою і вторинною ксилемою (між корою і деревиною). За будовою клітини прямокутні, розміщені одна над одною, створюючи ніжне клітинчасте мереживо. Клітини живі, мають властивість ділитися і відтворювати постійні елементи.

Вторинна ксилема, або вторинна деревина займає найбільшу частину поперечного зрізу. Особливістю цієї тканини є наявність річних кілець. Кожне річне кільце складається з весняної та осінньої деревини. Весняна деревина утворена крупнопористими тонкостінними судинами та дрібноклітинною паренхімою. Деревина пухка, займає більшу частину річного кільця. Осіння деревина утворена переважно дрібнопористими і товстостінними трахеїдами. Завдяки різкій відмінності осінньої деревини, відкладеної в другій половині минулого року (вона темнувата), та весняної крупнопористої деревини поточного року (світліша від осінньої) чітко виділяється межа між річними приростами кожного року. За річними кільцями можна визначити вік деревини. В твердих порід у вторинній деревині є також механічна тканина —

117

лібриформ, утворена щільно зімкнутими багатокутними клітинами з рівномірно потовщеними оболонками.

Внутрішня частина деревини представлена первинною ксилемою. Вона помітна у вигляді окремих ділянок, розмежованих серцевинними променями. Утворена ксилема дрібнопористими кільчастими і спіральними судинами з дуже потовщеними здерев'янілими оболонками. Між ними трапляються дрібні живі клітини ксилемної паренхіми.

У середині деревини знаходиться серцевина, її легко виявити за розміщенням і будовою самої тканини. Утворена вона в центрі великими паренхімними тонкостінними багатокутними клітинами. Серед них трапляються дрібніші клітини або їх групи з потовщеними оболонками і густим бурим вмістом.

Периферійна частина серцевини, що межує з первинною ксилемою, утворена дрібнопористою смугою клітин із потовщеними клітинними оболонками. Цю частину серцевини називають перимедулярною зоною.

Від серцевини до периферії відходять первинні серцевинні промені, які у вторинній флоемі розширяються у вигляді трикутників, повернутих верхівкою до камбію. Тут вони утворені великими чотирикутними клітинами із зернистим вмістом. У деревині первинні серцевинні промені двоабо багаторядні, вторинні — одношарові, не доходять до серцевини. Містяться вони у вторинній ксилемі.

Висновок. Анатомічна будова стебла деревної листяної породи відзначається високою спеціалізацією тканин і складною структурно-просторовою впорядкованістю, а також їх зміною у часі. У процесі індивідуального розвитку відбуваються зміни від первинних до вторинних та третинних типів тканин (кірка), їх зміщення та перегрупування в зв'язку з виконанням провідної, захисної та опорної функцій.

Тести для самоконтролю

1.Назвіть три блоки тканин анатомічної будови стебла листяних порід.

2.Які тканини входять до складу первинної кори?

3.Охарактеризуйте типи механічних тканин, властивих для стебла листяних порід.

4.Завдяки діяльності якої тканини і якому механізму формується корок?

5.Назвіть складові частини і характерні ознаки елементів твердого і

м'якого лубу.

6.Як працює камбій? Продукти його життєдіяльності.

7.Перерахуйте тканини, що входять до складу вторинної ксилеми.

8.Як формуються річні кільця у листяних деревних порід?

9.Якими різновидностями представлена механічна тканина у вторинній ксилемі та вторинній флоемі?

10.Які відмінності між первинною і вторинною корою?

11.Які особливості будови та складові частини первинної ксилеми?

12.Яку роль відіграють серцевинні промені?

13.Чим відрізняються первинні серцевинні промені від вторинних?

14.У чому особливість будови серцевини?

118

15.Що ви знаєте про перимедулярну зону?

Тема 21. АНАТОМІЧНА БУДОВА СТЕБЛА ХВОЙНИХ РОСЛИН

Загальні зауваження. Особливість анатомічної будови стебла хвойних зумовлена їх походженням. Хвойні — еволюційно стародавніша група, ніж групи квіткових, які представлені досконалішими елементами анатомічної будови. Деревина хвойних у переважній більшості утворена виключно трахеїдами, а елементи флоеми ще не досягли високої диференціації.

Об'єкт. Стебло сосни звичайної — Ріnus sylvestris L.

Завдання. 1. Виготуйте препарат поперечного зрізу стебла сосни.

2.Вивчіть особливості анатомічної будови поперечного, радіального і тангентального зрізів.

3.Зарисуйте особливості анатомічної будови поперечного, радіального і тангентального зрізів та їх складові частини.

Обладнання і матеріали: мікроскопи МБР-1, лупи, бритви, скальпелі, леза, препарати, таблиці, матеріал, що роздається, реактиви.

Література: [1], с. 167—184; [2], с. 55—59; [3], с. 79—84; [4], ч. 2, с. 86 -95; [5], с. 130-140; [8], ч. 1, с. 222—229; [9], с. 105—110; [10], с. 268 —271; [11], с.146-149; [12], с. 165-166; [14], с. 214-218; [15], с. 209-211.

Методика виготовлення препарату поперечного зрізу стебла сосни.

Предметне скло і покривне скельце протріть досуха і дочиста. Предметне скло покладіть упоперек на пенал і нанесіть на нього краплину води або розчину йоду в йодистому калії. Візьміть шматочок нарізаного стебла з п'ятирічної гілки сосни в ліву руку так, щоб він був вище пальців на 5—8 мм. Поверхню стебла вирівняйте за допомогою скальпеля. Зробіть серію тонких зрізів, виберіть 2—3 кращі і помістіть у краплину розчину, накрийте покривним скельцем. Препарат закріпіть затискачами.

Мікроскопічне дослідження препарату. При малому збільшенні мікроскопа ретельно вивчіть і схематично зарисуйте структурне розміщення окремих блоків тканин. Потім переведіть на велике збільшення і послідовно від периферії до центру вивчіть деталі будови усіх типів тканин.

Кірка. Розміщена на зовнішній частині зрізу. На препараті вона коричнюватого кольору, частіше неоднорідна за кольором і складом тканин. На загальному фоні виділяються прошарки перидерми, в яких, крім товстостінних клітин корку (рис. 56), розміщених одна над одною, виділяється один шар живих клітин фелогену і кількашарова фелодерма. Звертає на себе увагу тонкостінний прошарок паренхіми, що розмежовує перидерми, в яких злущуються лускуваті шари кірки.

Первинна кора. Під кіркою видно первинну кору, яка займає досить значну частину зрізу. Представлена вона винятково паренхімою первинної кори. Клітини її досить великих розмірів, тонкостінні, з міжклітинниками, витягнуті в тангентальному

119

напрямі. Тканина виконує функцію запасання поживних речовин: у клітинах помітно округлі дрібні крохмальні зерна, а в деяких — кристалики щавлевокислого кальцію. Місцями трапляються поодинокі або зібрані групами кам'янисті клітини.

Особливістю сосни є наявність смоляних ходів. Округлі та овальні смоляні ходи трапляються в паренхімі первинної кори. У середині видно просвіт великих розмірів

— канал із краплинами смоли. Вистилає його шар живих тонкостінних клітин епітелію, функцією якого є виділення живиці. Наступний шар мертвих клітин з оболонками, заповненими повітрям, їх оточує кілька шарів живих

120